What are Hall Effect (ac, dc) clamp meters?

霍尔效应 钳形表 既可测量交流电流又可测量直流电流,可高达千赫(1000 Hz)范围。与电流互感器型一样,霍尔效应钳形表也使用刚性铁钳口聚集包围在被测导体周围的磁场。

与电流互感器型钳形表不同的是,钳口没有缠绕铜丝。相反,钳口环绕住导体后,导体产生的磁场集中在铁芯中的一个或多个间隙上。注意霍尔效应钳形表钳口尖端的相交点。

比较电流互感器型钳形表与霍尔效应钳形表

霍尔效应钳形表的钳口相交点有一个间隙,产生一个磁场(又称为磁通)必须跳过的气穴。该间隙限制了磁通,所以磁芯达不到饱和。

相比之下,仅支持交流电流的互感器钳形表的钳口在闭合时是齐平的。打开时,钳口的尖端显露出裸金属芯端面。

在间隙中,由一层薄塑料模压覆盖的半导体为霍尔效应传感器 — 为输出电压随磁场(本例中为被测导体或线路的磁场)变化的变送器。其目的是直接测量磁通量。然后将该传感器的输出电压进行放大和比例缩放,用于表示通过钳口内导体的电流。

霍尔效应钳形表工作原理

当电流通过被测导体时,霍尔效应钳形表形成的铁芯允许磁场轻易通过 — 实际上比空气更容易通过。

当磁场(磁通)到达钳口前端中的小气穴时,磁场必须跳过该间隙。由于间隙非常小,磁场仍然保持集中在气隙两端,而霍尔效应传感器(安装在间隙中)产生与间隙中磁通量成比例的电压,钳形表将电压转换为电流读数。

在霍尔效应装置中,直流磁场也集中在磁芯上,像附着在铁芯上的永久磁场。由于可能存在接地的直流磁场以及测量点附近的其他磁场,这些钳形表要求在测量之前对读数进行“调零”,以消除偏移。

公认霍尔效应是由美国物理学家埃德温·霍尔 (Edwin Hall,1855-1938)于1879年发现的。

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